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Proprietà fisiche della molla a forza costante

2023-02-24

Idealmente, Amolla a forza costanteeserciterà una forza costante su un dato raggio di movimento, ripetutamente senza cambiamenti. Infatti, come tutti gli elastomeri, le molle a forza costante sono limitate dai limiti di sollecitazione del loro materiale. Se il limite della sollecitazione del materiale viene superato, si deformeranno o il materiale si stancherà e inizierà a indebolirsi nel tempo. Quindi la legge di Hooke si applica alle molle a forza costante. Tuttavia, è il modo in cui sono realizzate le molle a forza costante e le loro particolari proprietà fisiche che hanno dato origine al termine "forza costante". Studiando le proprietà fisiche delle molle a forza costante, possiamo comprendere meglio l'origine del nome forza costante.

Solitamente in acciaio,molle a forza costantesono realizzati avvolgendo un pezzo piatto di acciaio attorno al tamburo o avvolgendo un nastro di acciaio su se stesso (con un raggio pressoché costante). Una molla è installata nella sua applicazione e un'estremità della molla è fissata al carico. Una molla mostra forze di coppia quando il movimento di un carico la fa avvolgere contro il suo stato di riposo. La molla vuole tornare al suo stato di riposo, quindi applica una forza al carico.

In applicazione, ilmolla a forza costanteè in uno stato precaricato. L'atto di avvolgere il nastro d'acciaio su se stesso o attorno al tamburo mette in tensione la struttura. Se vuoi misurare la forza della molla in questo stato di tensione, non sarà zero. In altre parole, una molla a forza costante ha una forza misurabile a riposo. Quando il carico si sposta contro la molla, la molla si sposta per una distanza relativamente breve in direzione circolare (più comunemente nella direzione del vento iniziale, con conseguente leggera riduzione del diametro).

Se confrontiamo il valore della forza della molla nello stato caricato con il valore della forza nello stato di riposo, troviamo che la differenza di forza è relativamente piccola. Più in generale, al di fuori del regno della fisica, le piccole differenze di forza tra lo stato di riposo e lo stato di carico di una molla sono considerate insignificanti. Pertanto, si dice che la forza della molla è "costante". Infatti la molla a forza costante esercita una forza prossima alla forza costante.

Molle a forza costantepuò funzionare in modo efficiente per lungo tempo. La maggior parte può eseguire da migliaia a milioni di cicli prima che l'affaticamento del materiale ne riduca l'efficacia. Le molle a forza costante sono ideali per applicazioni come i chiudiporta commerciali.

Molti parametri ingegneristici importanti devono essere considerati durante la progettazione o la specificamolla a forza costanteS. Materiale, durata a fatica, carico di trazione, coppia e attrito, velocità e accelerazione, installazione, considerazioni sulla sicurezza e ambiente di applicazione sono tutti fattori chiave.

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